一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀，屬于醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括康復(fù)儀電源、激光驅(qū)動器、控制器、三波長激光器和激光光學(xué)治療頭，所述三波長激光器包括417nm激光模塊、650nm激光模塊、808nm激光模塊和激光合束裝置。本發(fā)明采用先進(jìn)的激光合束技術(shù)，將三種波長417nm、650nm、808nm，功率分別為100mW的半導(dǎo)體激光合束進(jìn)單光纖輸出，根據(jù)治療目的不同，采用不同的波長組合、功率組合輸出方案，治療更加靈活廣泛，操作更加簡便；康復(fù)儀運(yùn)用可調(diào)激光擴(kuò)束技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)患者患處面積，調(diào)節(jié)激光光斑的治療面積，治療更精準(zhǔn)。
【專利說明】
一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種多波長復(fù)合半導(dǎo)體激光康復(fù)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國內(nèi)激光醫(yī)療發(fā)展迅速，其中弱激光因?yàn)槠渲苯诱丈渖锝M織不會造成不可逆損傷，卻能產(chǎn)生良性的生物刺激，應(yīng)答反應(yīng)和光化學(xué)作用的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到臨床治療上。
[0003]由于激光治療儀采用選擇性光熱作用，對皮膚的各類疾病進(jìn)行照射治療，采用不同波長的激光或治療方式，可實(shí)現(xiàn)對不同疾病的康復(fù)治療。
[0004]弱激光是相對于強(qiáng)激光而言的，工程、科技、醫(yī)學(xué)界把低功率密度或低能量輻射的激光稱之為弱激光又稱低強(qiáng)度激光，是指用這種激光直接照射時不會對靶組織造成不可逆性損傷的低功率激光，常在生物醫(yī)學(xué)中用來做生理刺激源，用于科學(xué)研究和臨床治療。弱激光的輻射功率通常在幾個毫瓦到數(shù)百毫瓦，通常人們更關(guān)心輻照強(qiáng)度，即功率密度，也就是單位面積上的光輻射功率(mW/cm2)，醫(yī)療、美容上應(yīng)用的連續(xù)激光其功率密度一般不超過幾十個mW/cm2，大多為幾個mW/cm2。弱激光的最大特點(diǎn)是其直接照射生物組織不會造成不可逆損傷，卻能產(chǎn)生良性生物刺激、應(yīng)答反應(yīng)和光化學(xué)效應(yīng)，從而調(diào)節(jié)機(jī)體多種功能，如神經(jīng)沖動傳遞、血液功能、酶的活性、免疫、代謝等，通過平衡、改善上述功能從而達(dá)到治療疾病和美容的目的。當(dāng)前，弱激光治療已在臨床上廣泛使用，如弱激光體外穴位照射、弱激光針灸、弱激光血液照射等，弱激光在痤瘡，骨骼愈合，傷口愈合等方面有顯著的治療效果。
[0005]波長417nm的激光對痤瘡有良好的治療效果。痤瘡的病因是多方面的，痤瘡丙酸桿菌是炎癥性痤瘡主要病原體。對于炎癥性痤瘡，波長417nm的激光，是破壞痤瘡丙酸桿菌最有效的光，它與痤瘡丙酸桿菌代謝物卟啉的光吸收峰值匹配，導(dǎo)致細(xì)菌死亡進(jìn)而將皮膚上的痤瘡清除。它可以穿透至痤瘡丙酸桿菌所在皮膚深度，高選擇性地快速殺滅痤瘡丙酸桿菌，沒有副作用，沒有不適感，療程短，見效快，對所有類型皮膚都有效，尤其適合輕重度的炎癥性痤瘡以及久治不愈的頑固性痤瘡。
[0006]波長為650nm的低功率激光穿透組織的深度較淺，但被世界醫(yī)學(xué)界稱為人體的“黃金波段”，但對人體具有促進(jìn)局部血液循環(huán)、提高局部免疫功能、促進(jìn)傷口愈合和防止傷口感染等生物效應(yīng)，且紅光能讓細(xì)胞的活性提高，促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝，使皮膚大量分泌膠原蛋白與纖維組織來自身填充，加速血液循環(huán)，增加肌膚彈性。上海恒道醫(yī)療器械有限公司的專利《一種半導(dǎo)體激光治療儀的方法及其應(yīng)用》(專利號201110041515.2)中寫道，當(dāng)650nm激光束垂直入射機(jī)體從體表照射橈動脈時，大約有1/10的激光能量透過皮膚、肌肉和血管壁，被血液吸收，激光激發(fā)的血液熒光主要在600-670納米之間，而630-650納米光譜處于峰值，由分子熒光發(fā)光機(jī)制不難得出:激發(fā)血液由基態(tài)至激發(fā)態(tài)，由630-650納米的激光作為激光源最有效，治療的效果最好。650nm激光與417nm激光復(fù)合治療痤瘡，可達(dá)到根治痤瘡的同時，修復(fù)皮膚表面不留疤痕的效果。北京康聯(lián)Blue雙波長痤瘡治療儀即采用417nm LED及紅光半導(dǎo)體激光器復(fù)合治療痤瘡，并具有一定的治療效果。
[0007]波長為808nm的低功率激光在促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)、減輕傷口疼痛等方面有顯著效果。其穿透組織的深度較深，對人體的有效作用深度可達(dá)5-7cm，通過照射神經(jīng)節(jié)、神經(jīng)干、神經(jīng)叢、痛點(diǎn)和穴位，利用光作用于人體而產(chǎn)生的光電、光磁、光化學(xué)、光免疫及光酶等作用，可抑制神經(jīng)興奮，松弛肌肉、擴(kuò)張血管、增加血流量，加速疼痛物質(zhì)的代謝及改善植物神經(jīng)系統(tǒng)功能，對人體炎癥性、神經(jīng)性和創(chuàng)傷性疼痛能夠進(jìn)行有效抑制作用。與650nm激光復(fù)合治療外傷，可以達(dá)到促進(jìn)傷口愈合的同時，緩解患者病痛的效果。專利《便攜式光子醫(yī)療保健儀》(申請?zhí)?0131114.X)即采用650nm波段和808nm波段激光，對腰腿疼痛、頸椎疼痛、皮膚潰爛等病癥進(jìn)行康復(fù)治療，但由于這款儀器不是光纖輸出，是通過布帶將發(fā)光板固定在患處，且功率較低，康復(fù)治療效果有限，使用靈活性受到很大限制。
[0008]目前，市場上激光康復(fù)儀大多采用LED或者單波長的激光器為光源，無法根據(jù)患者病情及患處面積調(diào)節(jié)光斑大小，且光束多采用導(dǎo)光臂輸出，具有使用笨重，靈活性差，使用LED作為光源穿透深度低等缺點(diǎn)。
[0009]因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀，用來解決目前市場上激光康復(fù)儀大多采用LED或者單波長的激光器為光源，無法根據(jù)患者病情及患處面積調(diào)節(jié)光斑大小，且光束多采用導(dǎo)光臂輸出，具有使用笨重，靈活性差，使用LED作為光源穿透深度低等技術(shù)問題。
[0011]—種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀，其特征是:包括康復(fù)儀電源、激光驅(qū)動器、控制器、三波長激光器和激光光學(xué)治療頭，所述三波長激光器包括417nm激光模塊、650nm激光模塊、808nm激光模塊和激光合束裝置；
[0012]所述康復(fù)儀電源通過導(dǎo)線分別與激光驅(qū)動器和控制器連接，所述激光驅(qū)動器通過導(dǎo)線分別與417nm激光模塊、650nm激光模塊及808nm激光模塊連接;所述417nm激光模塊、650nm激光模塊和808nm激光模塊發(fā)出的激光均入射至激光合束裝置;所述激光合束裝置內(nèi)依次設(shè)置有合束鏡1、合束鏡Π和膠合透鏡;所述合束鏡I和合束鏡Π均為兩個等腰直角三棱鏡膠合而成，三角棱鏡的斜面上鍍有分束膜;所述膠合透鏡為凹透鏡和凸透鏡膠合而成；所述控制器通過導(dǎo)線與激光光學(xué)治療頭連接;所述激光光學(xué)治療頭的內(nèi)部設(shè)置有螺旋套筒，激光光學(xué)治療頭的輸入端固定安裝有固定組;所述固定組為凹透鏡;所述螺旋套筒的內(nèi)部設(shè)置有變焦組;所述變焦組為聚焦透鏡，聚焦透鏡為凸透鏡和凹透鏡膠合而成，聚焦透鏡通過鏡片座安裝在螺旋套筒的內(nèi)部。
[0013]所述康復(fù)儀電源為專業(yè)醫(yī)用電源。
[0014]所述控制器的外部設(shè)置有操控按鈕和顯示屏。
[0015]通過上述設(shè)計(jì)方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果:
[0016]本發(fā)明采用先進(jìn)的激光合束技術(shù)，將三種波長417nm、650nm、808nm，功率分別為10mW的半導(dǎo)體激光合束進(jìn)單光纖輸出，根據(jù)治療目的不同，采用不同的波長組合、功率組合輸出方案，治療更加靈活廣泛，操作更加簡便;康復(fù)儀運(yùn)用可調(diào)激光擴(kuò)束聚焦技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可以根據(jù)患者患處面積，調(diào)節(jié)激光光斑的治療面積，治療更精準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0017]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
[0018]圖1為本發(fā)明一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖2為本發(fā)明一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀中三波長合束示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀中激光光學(xué)治療頭的內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)不意圖O
[0021]圖4為本發(fā)明一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀中激光光學(xué)治療頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中1-康復(fù)儀電源、2-激光驅(qū)動器、3-控制器、4-三波長激光器、5-激光光學(xué)治療頭、6-417nm激光模塊、7_650nm激光模塊、8_808nm激光模塊、9-激光合束裝置、10-合束鏡1、11-合束鏡Π、12-膠合透鏡、13-螺旋套筒、14-固定組、15-變焦組、16-鏡片座。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀，其特征是:包括康復(fù)儀電源1、激光驅(qū)動器2、控制器3、三波長激光器4和激光光學(xué)治療頭5，所述三波長激光器4包括417nm激光模塊6、650nm激光模塊7、808nm激光模塊8和激光合束裝置9;
[0024]所述康復(fù)儀電源I通過導(dǎo)線分別與激光驅(qū)動器2和控制器3連接，所述激光驅(qū)動器2通過導(dǎo)線分別與417nm激光模塊6、650nm激光模塊7及808nm激光模塊8連接;所述417nm激光模塊6、650nm激光模塊7和808nm激光模塊8發(fā)出的激光均在空氣中傳輸入射至激光合束裝置9;所述激光合束裝置9內(nèi)依次設(shè)置有合束鏡110、合束鏡Π 11和膠合透鏡12;所述合束鏡I10和合束鏡Π 11均為兩個等腰直角三棱鏡膠合而成，三角棱鏡的斜面上鍍有分束膜;所述膠合透鏡12為凹透鏡和凸透鏡膠合而成;所述控制器3通過導(dǎo)線與激光光學(xué)治療頭5連接；所述激光光學(xué)治療頭5的內(nèi)部設(shè)置有螺旋套筒13，激光光學(xué)治療頭5的輸入端固定安裝有固定組14;所述固定組14為凹透鏡;所述螺旋套筒13的內(nèi)部設(shè)置有變焦組15;所述變焦組15為聚焦透鏡，聚焦透鏡為凸透鏡和凹透鏡膠合而成，聚焦透鏡通過鏡片座16安裝在螺旋套筒13的內(nèi)部。
[0025]所述康復(fù)儀電源I為專業(yè)醫(yī)用電源。
[0026]所述控制器3的外部設(shè)置有操控按鈕和顯示屏。
[0027]本發(fā)明采用三種波長分別為417nm，650nm，808nm，輸出功率O?10mW連續(xù)可調(diào)的半導(dǎo)體激光器作為康復(fù)儀的光源，利用激光合束技術(shù)，將三種波長激光耦合進(jìn)一根光纖，組成了一臺新型的同時具備三個波長的光纖輸出激光器。
[0028]合束方式如圖2所示，合束鏡IlO和合束鏡Π11均是由兩個三角棱鏡膠合而成的立方體，它是由兩個等腰直角三棱柱鏡膠合而成，在三角棱鏡的斜面上鍍分束膜，利用二向分色鏡原理逆向使用，使一種半導(dǎo)體激光以45°入射在斜面上實(shí)現(xiàn)全透射，而對另一種波長激光當(dāng)以45°入射在該斜面上時發(fā)生全反射。合束鏡110實(shí)現(xiàn)417nm激光以45°入射在斜面上時全透射，650nm激光以45°入射在斜面上實(shí)現(xiàn)完全反射，用于將以90°夾角，分別與斜面呈45°入射的417nm激光和650nm激光合為一束雙波長激光。合束鏡Π11實(shí)現(xiàn)417nm、650nm雙波長激光以45°入射在斜面上時全透射，808nm激光以45°入射在斜面上時全反射。417nm、650nm雙波長激光與808nm激光夾角呈90°，分別與合束鏡Π 11斜面呈45°入射后，合為一束，獲得三波長激光。最終通過聚焦耦合系統(tǒng)耦合進(jìn)傳輸光纖。聚焦耦合系統(tǒng)為采用不同材質(zhì)的凹透鏡和凸透鏡組成的膠合透鏡12，起到一定程度上消除三波長色差的作用。圖2是系統(tǒng)的簡單示意圖，實(shí)際系統(tǒng)更加復(fù)雜，通過光學(xué)精調(diào)裝置及儀器裝調(diào)。
[0029]417nm激光模塊6、650nm激光模塊7和808nm激光模塊8在激光驅(qū)動器2和控制器3的控制下，采用不同波長，不同功率組合輸出，即可以選擇三波長同時輸出，任意兩波長輸出或者任意單波長輸出；
[0030]康復(fù)儀電源I采用專業(yè)醫(yī)用電源，具有低漏電，高抗擾性，可以保證治療激光穩(wěn)定輸出。
[0031]激光光學(xué)治療頭5內(nèi)部為焦距可調(diào)的激光擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)，可在控制器3及螺旋套筒13的控制下，在一定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)光斑尺寸。激光光學(xué)治療頭5內(nèi)部的激光光學(xué)系統(tǒng)如圖3所示，為伽利略光學(xué)系統(tǒng)，同時也是變焦光學(xué)系統(tǒng)，由固定組14和變焦組15組成。固定組14為凹透鏡，變焦組15為聚焦透鏡，光學(xué)系統(tǒng)由變焦組15沿光軸的移動實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦。激光由光纖輸出，沿光軸，首先通過固定組14即凹透鏡，再通過變焦組15即聚焦透鏡，通過聚焦透鏡沿光軸移動，實(shí)現(xiàn)激光發(fā)散角由9°到25°連續(xù)變化，使激光光學(xué)系統(tǒng)距患處50cm時，光斑面積可以由50cm2到450cm2連續(xù)變化。光學(xué)系統(tǒng)中，聚焦透鏡為不同材質(zhì)的凸透鏡和凹透鏡組成的膠合透鏡，這種結(jié)構(gòu)有利于一定程度上消除色差。變焦組15即聚焦透鏡的運(yùn)動控制，利用我公司另一項(xiàng)專利《激光擴(kuò)束裝置》(專利號201320701023.6)，實(shí)現(xiàn)行程精確控制。如圖4所示，除變焦組15、固定組14，還包括螺旋套筒13、鏡片座16、光纖連接器等結(jié)構(gòu)。傳輸激光的光纖通過光纖連接器與激光光學(xué)治療頭5連接，光纖連接器與固定組14和變焦組15的光學(xué)鏡片同軸，使激光沿光軸入射光學(xué)鏡片。通過步進(jìn)電機(jī)與齒輪驅(qū)動螺旋套筒13，使鏡片座16在螺旋套筒13中沿光軸移動，通過控制器3精確地控制鏡片座16的位置，達(dá)到精確控制光學(xué)變焦，控制激光光斑尺寸的目的。
[0032]控制器3由控制卡和我們自行開發(fā)的軟件組成，實(shí)現(xiàn)對激光驅(qū)動器2和激光光學(xué)治療頭5的精確控制，實(shí)現(xiàn)按照不同病情，任意組合激光波長，精確控制激光功率密度，采用人機(jī)交互界面，將數(shù)據(jù)具體化、圖形化，方便醫(yī)療人員操作。
[0033]通過與醫(yī)院合作進(jìn)行臨床試驗(yàn)，根據(jù)病人不同病情調(diào)試儀器，已經(jīng)針對常見病情預(yù)先設(shè)定幾種康復(fù)儀治療方案及參數(shù)，可針對常見的病癥和病情通過控制器3外部設(shè)置的操控按鈕和顯示屏選擇康復(fù)儀治療方案及參數(shù)，方便快捷地進(jìn)行康復(fù)治療，針對不常見病情，可通過控制器3外部設(shè)置的操控按鈕和顯示屏，調(diào)節(jié)激光波長、功率、光斑大小等參數(shù)，對患者進(jìn)行康復(fù)治療。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀，其特征是:包括康復(fù)儀電源(I)、激光驅(qū)動器(2)、控制器(3)、三波長激光器(4)和激光光學(xué)治療頭(5)，所述三波長激光器(4)包括417nm激光模塊(6)、650nm激光模塊(7)、808nm激光模塊(8)和激光合束裝置(9); 所述康復(fù)儀電源(I)通過導(dǎo)線分別與激光驅(qū)動器(2)和控制器(3)連接，所述激光驅(qū)動器(2)通過導(dǎo)線分別與417nm激光模塊(6)、650nm激光模塊(7)及808nm激光模塊(8)連接;所述417nm激光模塊(6)、650nm激光模塊(7)和808nm激光模塊(8)發(fā)出的激光均入射至激光合束裝置(9);所述激光合束裝置(9)內(nèi)依次設(shè)置有合束鏡I (10)、合束鏡Π( 11)和膠合透鏡(12);所述合束鏡I(10)和合束鏡Π (11)均為兩個等腰直角三棱鏡膠合而成，三角棱鏡的斜面上鍍有分束膜;所述膠合透鏡(12)為凹透鏡和凸透鏡膠合而成;所述控制器(3)通過導(dǎo)線與激光光學(xué)治療頭(5)連接;所述激光光學(xué)治療頭(5)的內(nèi)部設(shè)置有螺旋套筒(13)，激光光學(xué)治療頭(5)的輸入端固定安裝有固定組(14);所述固定組(14)為凹透鏡;所述螺旋套筒(13)的內(nèi)部設(shè)置有變焦組(15);所述變焦組(15)為聚焦透鏡，聚焦透鏡為凸透鏡和凹透鏡膠合而成，聚焦透鏡通過鏡片座(16)安裝在螺旋套筒(13)的內(nèi)部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀，其特征是:所述康復(fù)儀電源(I)為專業(yè)醫(yī)用電源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三波長激光器的半導(dǎo)體激光康復(fù)儀，其特征是:所述控制器(3)的外部設(shè)置有操控按鈕和顯示屏。
【文檔編號】A61N5/06GK105944234SQ201610247450
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】張巍, 張辰, 解明, 董洪斌, 劉大巍, 白戎
【申請人】長春德信光電技術(shù)有限公司